CC BY
226
Алгоритм оценки влияния негативных факторов на качество телефонного общения
Представлена последовательность построения алгоритма для анализа влияния негативных факторов на функционирование системы "Абонент-ТфОП-Среда", с помощью дерева причин потенциального происшествия. В построении алгоритма используются элементы вероятностной алгебры-логики. Критерии качества (комфортности) телефонного общения определяются нормативными документами. Для выявления доли различных факторов, влияющих на качество телефонного общения, необходимо проводить социологические исследования среди абонентов телефонной сети. Значимость показателей и их ранжирование определяется экспертами. Представленный алгоритм позволяет получить: оценку факторов негативного влияния в период модернизации телекоммуникационных сетей и вероятность нормального функционирования системы "Абонент-ТфОП-Среда".
Ключевые слова: качество, телефонное общение, вероятность функционирования, алгебра -логики, телекоммуникационные системы, коэффициент веса, социологические исследования.
Рысин Ю.С.,
к.т.н., профессор ФГОБУ ВПО МТУСИ
Терехов А.Н.
Заведующий НИЛ-7 ФГОБУ ВПО МТУСИ, kant@srd.mtuci.ru
В работе предлагается экспертная система оценки качества телефонного общения, вычислительным ядром которой является имитационная модель процесса возникновения негативных факторов, влияющих на восприятие человеком информации в человеко-машинных системах (ЧМС) [1,2]. Учитывая то обстоятельство, что в телефонном общении равноправными участниками являются человек (абонент), машина (ТфОП), а также окружающая среда, в месте приёма и передачи информации, удобно рассматривать качество телефонного общения через функционирование системы “Абонент -ТфОП - Среда” (рис.1). Входы /(/) и выходы Е(1) показывают взаимодействие системы с внешней средой.
Рис. 1. Модель взаимодействия системы “Абонент -ТфОП - Среда”
Критерии качества (комфортности) телефонного общения определяются: соответствующими САНПИ, ГОСТ, руководящими документами [3, 4]. Для исследования предлагается использовать факторы (показатели) системы, которые могут оказывать негативное влияние на качество телефонного общения (табл. 1). Для определения доли различных факторов (показателей и их значимости), влияющих на качество телефоного общения, проводятся социологические исследования среди абонентов телефонной сети, а для определения значимости показателей и их ранжирования необходима оценка подготовленных экспертов.
Опираясь на закон Вебера - Фехнера и Хика возможно установить связь между объективными характеристиками электрического сигнала передаваемого по ТфОП и ощущениями человека [5]. Закон Вебера - Фехнера можно сформулировать так: ощущения человека - Ь пропорциональны логарифму раздражения X
ь='8(Ух0) ’ (1)
где Хо - абсолютный порог восприятия интенсивности раздражения человеком; X-текущая интенсивность раздражения.
Это обусловлено тем, что чувствительность анализатора человека изменяется обратно пропорционально входному сигналу (рис. 2).
<2>
где а - коэффициент пропорциональности.
Рис. 2. Закон Вебера - Фехнера
Связь ощущений /- и информации /, открыл американский ученый Хик, который показал, что время реакции Тр человека на входную информацию / зависит не только от ее количества, но и се качества - смысла
Тр = Т0 + к/, (3)
где То - постоянная времени анализатора человека, с; / - количество поступающей информации на вход анализатора, бит; к - семантический коэффициент, характеризующий важность (смысл) поступающей информации с/бит (рис. 3).
катастрофы
1, бит
Рис. 3. Закон Хика
Из практического опыта известно, что к снижению качества телефонного общения приводит ряд факторов влияния сетей связи, выстраивающихся в причинную цепь предпосылок, так называемое «дерево причин». При его построении широко ис-
96
Т-Сотт, #10-2012
пользуются элементы алгебры-логики. В зависимости от уровня детализации причин - предпосылок головного события, «дерево причин» может иметь сильно разветвленную структуру.
Последовательность построения алгоритма анализа влияния негативных факторов на функционирование системы «Абонент-ТфОП-Среда» с помощью «дерева причин» потенциального происшествия (рис. 4) состоит в следующем сначала выбирают потенциальное событие (головное событие)', затем выявляют все факторы, каждые могут привести к заданному головному событию (системы, подсистемы, события, связи и т.д.) [6, 7].
По результатам этого анализа строят «дерево причин», состоящее из всех тех причин-событий, которые делают возможным заданное головное событие. При имитационном моделировании учитывается влияние всех существенных свойств человеко-машинных систем (психофизиологических свойств человека-абонента, факторов надежности машины-ТфОП, комфортности среды и уровня используемой технологии), влияющих на качество телефонного общения [1, 2]. «Дерево причин» относится к семантическим (смысловым) моделям типа диаграммы влияния. Проведение анализа опасностей с его помощью возможно только после детального изучения рабочих функций всех компонентов рассматриваемой ЧМС. После завершения анализа опасностей с помощью дерева причин можно от качественных характеристик приступить к количественному анализу.
Катастроф аарил К. Рк |—»| вероятность уттеетвенного телефонного общения Ркто=1- Рк | * ^ ^ | 4 |~ Вшоя ю строя оборудадаяяя В. Р9 ^ |
Негативные факторы влияния, А. Ра
=Ш=г
Среда. AL Раї А ~
X
Абонент. А£, РА2
ТфОП. Аз. Раз
—г—;
Шуи, Ад, Ра» t ~
Ревер. А5 РА5
Шум Биутр
А8. Рає
Шум проник.
А& Р»
Эхо помещ. Аю. Раю
Фкзиол .Аб. Раб
Слух. А12. РА12
Рюборчив,
АіЗ. Раіз
Эхо ТА. Ап. Ран
Громкость, А14. Рам
Психолог
А£Рю
Технсш
АИУ-Время эадер по луч ннформ. At 6.
Раї в
Времен порог. А15. Pais
Прнекобработка информации, реакция на информацию Al7. Раї;
Проп злснаб. В2. РВ2
Отказ ТфОП, Вь Рв»
Отк обор ВЭ. РШ
Отказ ЛКС. В4, Рв»
Проп внеш м сиаб. В5. РВ5
Проп резер ія сиаб. Вв. Рев
Техкол АИУ. А22.
Псвр обор, А21. РА21
Повр ЛКС . А20. Ра»
Потеря вьоова ,Аі9. Раі9
Отказ соед. Аі 8. Pais |
Рис. 4. Алгоритм анализа функционирования системы
«Абонент- АИУ-ТфОП -Среда»
В самом общем виде работу имитационной модели можно свести к нахождению точечного значения функциональной зависимости между оценками негативных факторов, влияния на качество телефонного общения (см. табл. 1), и вероятностью неблагоприятных событий в системе “Абонент -ТфОП - Среда” РА, т.е.:
(4)
где Х|, дг^,..., .V/ - формализованная балльно-лингвистическая оценка /-го фактора (показателя) влияния.
Таблица 1
Учитываемые факторы, снижающие качество телефонного общения
Код Факторы, снижающие качество телефонного общения
СОЇ Акустическая среда Уровень шума в помещение - проникающие шумы (уличные и от соседей)
С02 Наличие эха в помещении
401 Физиологические факторы человека (показатели) Слуховая чувствительность
402 Влияние шума на разборчивость.
403 Снижение дифференциальной чувствительности к изменению громкости и высоты тона
404 Временной порог восприятия между двумя следующими друг за другом сигналами.
405 Психологические факторы человека (показатели) Качество приема и декодирования информации; способность правильно оценивать информацию; реакция на информацию; время реакции на информацию.
мої Функционирование ТфОП Суммарная вероятность потерь вызовов из-за занятости соединительных линий и неисправности оборудования при установлении соединения от абонента до абонента (вероятность отказа в становлении соединения - Р„, %)
М02 Вероятность потерь вызовов из-за занятости/повреждений соединительных линий или приборов коммутационного оборудования (вероятность потерь по вызовам Р„, %, создаваемых абонентами в направлении на междугородную сеть).
моз Вероятность повреждений коммутационного оборудования станции с длительным нарушением доступа к сети в расчете на один абонентский номер (Р„с, %).
М04 Безотказность основных узлов и элементов. Вероятность повреждении линейно-кабельного оборудования с длительным нарушением доступа к сети (Рт,%).
тої Отсутствие удобства и задержка в получении информации.
Т02 Снижение устойчивости работы за счёт отсутствия энергонезависимости.
Примечание: С-среда; 4-человек; М-машина; Т- технология.
Неявный вид этой зависимости определяется особенностями, функционирования имитационной модели процесса возникновения происшествия в человекомашинной системе. Качественный анализ логико-лингвистической модели процесса возникновения происшествия в системе ("Абонент - ТфОП -Среда") показал, что Рк вероятность катастрофы, определится по формуле логического умножения
РК = РА&РВ (5)
Вероятность влияния негативных факторов на систему также определится по формуле логического умножения
РА = РА1&РА2&РАЗ (6)
Вероятность выхода из строя оборудования РВ=РВ1&РВ1 (7)
Вероятность нормального функционирования системы -вероятность качественного телефонного общения Ркто, определится по формуле
Ркто = I - РА (8)
Вероятности событий А1- А1\\ 61- В2 , определяются как логическое сложение, например
РА 1 = РА4 + РА5 ; РА4 = РА8 + РА9 ; РА5 =РА 10 + РА 11 (9) Таким образом, вероятность качественного телефонного общения Ркто имеет вид
Р™ = [ 1 -(РА8 + РА9 + РА10+ РА 11)<£ (РА12 + РА 13+РА 14 + РА\5 + РА\6 + РА\7) & ( РА 18 + Р419 + РАЮ + РА2\+ Р/422)] (10)
T-Comm, #10-2012
97
Таблица 2 Баллыю-лингвистическая оценка «Влияние негативных факторов среды»
Название Вес (0-1,0) Баль- ная (0-5) Лингвисти- ческая оценка Объективная оценка
Уровень проникающих шумов в помещение 0,4 4 Высокая > 75 дБА
Уровень собственных шумов в помещение 0,3 3 Выше среднего >65 дБА
Наличие собственного эха в помещение 0,25 2,5 Средняя Время реверберации > 3 с
Эхо за счёт обратной связи в телефонном терминале 0,05 0,5 Ниже среднего Расстояние от базы до терминала меньше 1 м
Использование балльно-лингвистической шкалы позволяет унифицировать как качественные, так и количественные исходные данные.
Таблица 3 Баллыю-лингвистическая оценка «Влияние человеческого фактора»
Название Вес (0-1,0) Баль- ная (0-5) Лингвис- тическая Объективная оценка
Понижение слуховой чувствительности 0,45 4 Высокая (потеря чувствительности) > 30%
Разборчивость речи на уровне шума (маскировка) 0,3 3,5 Выше средней (эффект маскировки сообщения) > 20%
Г ромкость и высота тона 0,15 1,5 Средняя (низкая громкость сигнала) Время реверберации > Зс
Временной порог восприятия 0,05 0,05 Ниже среднего (замечены паузы при приёме информации) >100 мс. (Норма 40-80 мс)
Качество приема и декодирования информации. Время реакции на информацию 7), 0.05 0,05 Ниже среднего (есть жалобы на достаточно большую скорость передачи информации) Объ£м памяти < 2-5 символов. Скорость получения информации <10 бит/с. Скорость обработки информации 0,1 < V < 1 бит/с
Вероятность катастрофы системы в чрезвычайныъх ситуациях, определится по формуле
РК = [(РА8 + РА9 + РА 10+ РА11) & (РА12 +
+ РА13+РА14 + РА15 + РА16 + РА17) &
(РА 18 + РА 19 + РА20 + РА21+ РА22)] <£-
[(РВЗ + РВ4 ) <£■ (РВ5 + РВ6)] (11)
При имитационном моделировании оценки факторов влияния .V, отличаются друг от друга. Поэтому была предложена подсистема оценки факторов влияния, в которой использована универсальная балльно-лингвистическая шкала из 5 разрядов-оттенков (низкая; ниже среднего; средняя; выше среднего; высокая) и т.п.
В табл. 2 и 3, в качестве примера, представлены ориентировочные балльно-лингвистические оценки «Влияние негативных факторов среды» и «Влияние человеческого фактора».
Вывод
Предложенный алгоритм, по сравнению с традиционными, за счёт применения бинарной оценки, позволяет оперативно выявлять начало, причину и зону возникновения дискомфорта у абонента. Это позволяет оператору связи своевременно (исправлять) реагировать на сложившуюся ситуацию. Экспертная система оценки факторов влияния, обеспечивает пользователю качественное описание услуги, опирающейся на действующие нормативные документы.
Литература
1. Белок П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. - М.: ГНТП “Безопасность”, МИБ СТС. - 19%.
2. Гражданкнн А.И., Белов П.Г. Экспертная система оценки техногенного риска опасных производственных объектов// Безопасность труда в промышленности. -2000. -№l I.-C.6-10.
3. ГОСТы Р53532 и Р 53724 - 53732-2009. Определяющие качество услуг связи и их показатели.
4. РД 45.256-2002, РД 45.056-2000- Система показателен качества
5. Чертыковцев В.К. Логистика человеко-машнных систем // Учебное пособие (Электронная версия). - Самара 2001.
6. Рысин Ю.С. Социально-информационные опасности телерадиовещания и информационных технологий. - М.: «Гелиос АРВ», 2007.
7. Рысин Ю.С., Терехов А.Н. Методика выявления и оценки факторов, влияющих на качество услуг телефонной связи, учитывающая психофизиологию восприятия информации абонентом, при модернизации ГТС. Труды конференции. «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М.: МАИ, ноябрь 2011. - С. 207-208.
98
T-Comm, #10-2012
